Kemiska Beräkningar: Substansmängd, Massa och Molmassa PDF

kemilektioner.se youtube.com/kemilektioner KEMISKA BERÄKNINGAR: SUBSTANSMÄNGD, MASSA OCH MOLMASSA NIKLAS DAHRÉN  Substansmängd och mol ü Substansmängd (n): Begreppet substansmängd (tidigare kallad ämnesmängd) används inom kemin för...

kemilektioner.se youtube.com/kemilektioner KEMISKA BERÄKNINGAR: SUBSTANSMÄNGD, MASSA OCH MOLMASSA NIKLAS DAHRÉN  Substansmängd och mol ü Substansmängd (n): Begreppet substansmängd (tidigare kallad ämnesmängd) används inom kemin för att ange antalet partiklar (molekyler, atomer, joner etc.) av olika ämnen. Substansmängden tecknas med ett n. ü Enheten för substansmängd är mol: Enheten mol används inom kemin för att ange substansmängden (antalet/mängden) av något. Molekyler, atomer, joner etc. är väldigt små och väldigt många och därför är det betydligt lämpligare att uttrycka deras antal med enheten mol istället för att använda andra enheter. 1 mol = 6,022. 1023 st Om Sverige täcks av 1 mol kubiskt formade sockerbitar (Antalet decimaler är många fler men vi med sidan 1 cm blir sockerlagret nöjer oss med dessa!) ca 130 mil högt! ü Exempel på hur begreppen används: Substansmängden kopparsulfat i lösningen är 0,23 mol. Det finns olika sätt att uttrycka antalet av något 2 st molekyler = 1 par molekyler. 12 st molekyler = 1 dussin molekyler. 20 st molekyler = 1 tjog molekyler. 6,022. 1023 molekyler = 1 mol molekyler.  Men varför just 6,022. 1023 stycken? ü Anledningen: Anledningen att man valde att definiera 1 mol till 6,022.1023 st är p.g.a. att det motsvarar antalet kolatomer i 12 gram av kolisotopen kol-12. ü Avogadros tal: Antalet 6,022.1023 kallas för Avogadros tal (eller Avogrados konstant).  Mol, massa och molmassa Substansmängd och mol (n): Massa (m): Substansmängden är antalet partiklar. Mäts i enheten mol. Den totala vikten av alla partiklar (gram). 1 mol = 6,022. 1023 st partiklar (Avogrados tal). Molmassa (M): För enkelhetens skull tänker vi nu att 1 mol motsvarar 6 partiklar Den vikt som 1 mol av ämnet har (g/mol). (istället för 6,022. 1023 st). Hur många mol glukosmolekyler har Räknas lättast ut med hjälp av det vi då i behållaren här nedanför? periodiska systemet. G G G G G GG 1 mol G GGG G G G G G G G G G 1 mol G G G 0,5 mol G G G Svar: I behållaren ovan finns det totalt 2,5 mol glukos Bildkälla: By M.Minderhoud (Own work) [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html) or CC-BY-SA-3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)], via Wikimedia Commons  Molmassa ü Molmassa (M): Den vikt som 1 mol av ämnet har. Molmassan tecknas med ett M och har enheten g/mol. ü Ta hjälp av det periodiska systemet: Molmassan tar vi reda på med hjälp av det periodiska systemet. I det periodiska systemet kan vi för varje grundämne se ämnets atommassa. Om atommassan är 14,01 u för kväve (N) kan vi även lista ut molmassan för kväve. Molmassan har nämligen samma värde men en annan enhet (g/mol). 1 st kväveatom väger 14,01 u medan molmassan för kväve är 14,01 g/mol. Ämne: En atom väger: Molmassan: C N O 2 2 2 Kol, C 12,01 u 12,01 g/mol 6 4 7 5 8 6 Kväve, N 14,01 u 14,01 g/mol 12,01 14,01 16,00 Syre, O 16,00 u 16,00 g/mol Sambandet mellan atommassa och molmassa 1 u = 1,6605. 10-24 g Exempel: § En väteatom väger 1,008 u. § I enheten gram väger en väteatom 1,673784. 10-24 g (1,008. 1,6605. 10-24 = 1,673784. 10-24 g). § 1 mol väteatomer väger 1,008 g (1,673784. 10-24. 6,022. 1023 » 1,008 g). § Därför är molmassan för väte 1,008 g/mol. Ämne: En atom väger: Molmassan: Väte, H 1,008 u 1,008 g/mol Natrium, Na 22,99 u 22,99 g/mol Klor, Cl 35,45 u 35,45 g/mol  Uppgift 1: Bestäm molmassan för glukos (C6H12O6) Lösning: 1. Vi använder det periodiska systemet för att ta reda på molmassan för de grundämnen som ingår i glukos; kol, väte och syre. H C O 1 2 2 Kol = 12,01 1 6 4 8 6 Väte = 1,008 Syre = 16,00 1,008 12,01 16,00 2. Vi lägger ihop molmassorna för 6 kolatomer, 12 väteatomer och 6 syreatomer. Molmassan för hela föreningen blir då: 6. 12,01 + 12. 1,008 + 6. 16,00 = 180,156 g/mol. Svar: Molmassan för glukos är 180,156 g/mol. OBS: Svaret kan avrundas till 180,2 g/mol (4 värdesiffror), men ofta ska vi använda molmassan för vidare beräkningar och då tycker jag inte att vi behöver avrunda molmassan (istället avrundar vi det sista vi gör). Sambandet mellan substansmängd, massa, och molmassa m = Den totala massan (gram). m n= n = Substansmängden partiklar (mol). M M = Molmassan (g/mol). Minnesregel: Stora mamma bär lilla mamma på axlarna (eller ”lilla mamma genom stora Mamma”).  Formeln kan skrivas på olika sätt m m m = n.M n= M= M n m = den totala massan (gram). n = substansmängden (mol). M = molmassan (g/mol). Tips: Lär dig den mittersta varianten utantill, sedan kan du med hjälp av den lista ut övriga varianter. I praktiken behöver vi dock sällan beräkna molmassan genom den högra varianten av formeln, eftersom vi oftast tar reda på molmassan med hjälp av det periodiska systemet.  Exempel: Dumlepåsar! ü 1 dumlepåse = 1 mol dumle (vi låtsas det i alla fall!). ü 2 dumlepåsar = 2 mol dumle. Molmassan (M) är den massa 1 mol ü 3 dumlepåsar = 3 mol dumle. dumle har (en påse) ü Massan av 1 dumlepåse = molmassan (g/mol). Enheten är g/mol. ü Totala massan av alla dumlepåsar = massan (g). Massan (m) är den totala massan av alla dumle. Enheten är g. 1 mol dumle 1 mol dumle 1 mol dumle Totalt 3 mol dumle  Exempeluppgift med dumlepåsar: Niklas har varit och handlat dumle. Din uppgift är att lista ut hur många mol dumle (antal påsar) det finns i kassen, utan att titta i kassen. OBS: Vi låtsas i detta exempel att en dumlepåse innehåller 1 mol dumle. Du vet att varje dumlepåse väger 220 g (molmassan är 220 g/mol) och att den totala vikten av kassens innehåll är 1320 g (kassens vikt är då borträknad). Lösning: ü m = Totala massan av alla dumlepåsar (1320 g). m 1320 g ü M = Molmassan/massan av varje n= = = 6 mol dumlepåse (220 g/mol). M 220 g/mol ü n = Antalet mol dumle/antalet Svar: Kassen innehåller 6 mol dumle (6 st dumlepåsar. dumlepåsar.).  Uppgift 2: Beräkna substansmängden ättiksyra i 25,0 gram ättiksyra (CH3COOH) Lösning: 1. Gör en tabell (eller liknande struktur). H C O 1 2 2 1 6 4 8 6 2. Skriv in i tabellen vad vi redan vet, inkl. molmassan, som vi kan beräkna med hjälp av det periodiska systemet. 1,008 12,01 16,00 3. Räkna ut substansmängden. CH3COOH: m = 25,0 g M = 60,052 g/mol m 25,0 g n= = » 0,416 mol M 60,052 g/mol Svar: Substansmängden ättiksyra är 0,416 mol.  Uppgift 3: Beräkna massan av 0,050 mol ättiksyra (CH3COOH) Lösning: H C O 1 2 2 1. Gör en tabell (eller liknande struktur). 1 6 4 8 6 2. Skriv in i tabellen vad vi redan vet, inkl. molmassan, som vi kan beräkna med hjälp av det periodiska systemet. 1,008 12,01 16,00 3. Räkna ut massan. CH3COOH: n = 0,050 mol M = 60,052 g/mol m = n. M = 0,050 mol. 60,052 g/mol » 3,0 g Svar: Massan ättiksyra är 3,0 g.  Uppgift 4: Beräkna massan av 3,44 mol NO2 (kvävedioxid) Lösning: 1. Gör en tabell (eller liknande struktur). N O 2 2 7 5 8 6 2. Skriv in i tabellen vad vi redan vet, inkl. molmassan, som vi kan beräkna med hjälp av det periodiska systemet. 14,01 16,00 3. Räkna ut massan. CH3COOH: n = 3,44 mol M = 46,01 g/mol m = n. M = 3,44 mol. 46,01 g/mol » 158 g Svar: Massan kvävedioxid är 158 g.  Uppgift 5: Du har 100 g gram kvävedioxid (NO2). Hur stor substansmängd kvävedioxid har du? Lösning: 1. Gör en tabell (eller liknande struktur). N O 2 2 7 5 8 6 2. Skriv in i tabellen vad vi redan vet, inkl. molmassan, som vi kan beräkna med hjälp av det periodiska systemet. 14,01 16,00 3. Räkna ut substansmängden. CH3COOH: m = 100 g M = 46,01 g/mol m 100 g n= = » 2,17 mol M 46,01 g/mol Svar: Substansmängden kvävedioxid är 2,17 mol. Se gärna fler filmer på: kemilektioner.se youtube.com/kemilektioner